게시 및 게시 날짜 : 2023/04/18

과거의 기하학적 탐지로 라이브 바카라 결절 회전을 보여줍니다

-깊이 해저를 묻지 않고 구르고 형성된 구형 해저 자원의 과정을 이해하고 있습니다

포인트

  • 라이브 바카라 결절에 기록 된 약한 기하학적 기질로 인해 성장하는 동안 회전 중이라는 증거
  • 라이브 바카라 결절의 회전과 내부 산화 상태 및 미세 구조에 대한 회전의 영향에 대한 심해 흐름 및 해저 지형의 역할 평가
  • 해저 미네랄 자원에 대한 예상 기여, 해저 깊은 흐름 변동 등의 평가 및 예측

요약 다이어그램

(왼쪽) 태평양의 해저 지형 및 샘플링 지점 (빨간 사각형) 노란색 원은 라이브 바카라 결절이 지금까지 확인 된 지점이다 (Dutkiewicz et al, 2020) (중앙) 박스 코어로 수집 된 라이브 바카라 결절 (오른쪽) 분석에 사용되는 라이브 바카라 결절 샘플 위에서 찍은 사진 (흰색 자국은 수직 상향)
*이것은 원래 논문의 인용되고 수정 된 버전입니다 (Creative Commons 라이센스 CC-By-NC)

요약

수석 수석 연구원, ODA KEIKUNI, 지질 정보 연구 그룹, 지질 정보 연구 부서 (AIST) 및 Kochi University (Kochi University), 국립 대학교 (Kochi University), Katanoda Ko, Murayama Masashi, Yamamoto, The Penrin Bushi에서 수집되었습니다 태평양라이브 바카라 결절자연 잔류 자화과거 자세는 방향에서 복원 되어이 샘플이 회전 축 주위에서 천천히 회전했음을 나타냅니다

라이브 바카라 결절은 심해 해저에서 백만 년 당 몇 mm의 느린 속도로 자랍니다 (Verlaan and Cronan, 2022) 수백만 년 전에 형성 기간이 있었음에도 불구하고, 그 중 상당수는 절반의 퇴적물 표면에 노출되어 있습니다 (Usui and Ito, 2004) 이전에 라이브 바카라 결절이 완전히 묻히지 않고 퇴적물 표면에 계속 존재할 수있는 이유는 확실하지 않았습니다 이 연구에서, 과거의 지구상 기록을 사용함으로써, 우리는 세계에서 처음으로 형성 과정에서 라이브 바카라 결절이 회전했으며, 회전의 원인과 회전이 산화 상태와 라이브 바카라 결절 내부의 구조에 미치는 영향을 밝혀 냈습니다 연구의 세부 사항은 2023 년 2 월 28 일입니다지구 화학, 지구 물리학, 지구 시스템에 게시


개발의 사회적 배경

라이브 바카라 결절은 퇴적물 표면에 대량 분포되며 라이브 바카라 및 철과 같은 유용한 요소뿐만 아니라 니켈, 구리 및 코발트와 같은 유용한 요소를 포함하여 해저 미네랄 자원으로 높이 평가됩니다 라이브 바카라 결절은국제 해저 조직의 관리하에 일본과 다른 국가들은 광업 지역을 설립하고 탐사 활동을 수행했습니다 이 연구는 잠수함 광물 자원으로 유용한 라이브 바카라 결절의 형성 과정 및 형성 분야를 명확히하기 위해 수행되었다

 

연구 기록

AIST 지질 조사 센터는 산업 기술 연구소의 지질 조사 연구소 (Geological Survey Institute)의 전임자 이후 해저 광물 자원을 포함한 자원 및 자원 개발에 대한 기본 연구를 수행하고 있습니다 심해 라이브 바카라 결절에 대한 연구는 1972 년에 시작되었으며 1974 년부터 1983 년까지 연구 선박 Hakurein Maru (Mizuno, 1982)에 의해 중앙 북태평양과 남태평양 해역에서 수행되었습니다 이 연구는 GH83-3의 항해에 의해 남태평양 펜 린 분지에서 수집 된 라이브 바카라 결절 샘플을 사용합니다 (Usui et al, 1994)

이 연구 및 개발은 과학 촉진을 위해 일본의 과학 연구 보조금, "고해상도 지구 자기장 및 기후 변화를 복원하는 일본의 과학 연구 보조금 및 기후 변화를 통해 Ryukyu Group Reef Limestone (FY2020-3)의 Ryukeagnetic 및 Rock Magnet 분석을 통해 수행되었습니다 지구의 생명의 역사에 미치는 영향을 설명 (FY2020-4)

 

연구 컨텐츠

라이브 바카라 결절에 기록 된 과거의 약한 지오마그네시즘 분석,초전도 양자 간섭 장치사용되었습니다 라이브 바카라 결절 표면 샘플에 의해 기록 된 자연 잔류 자화 방향은 현재 지구 자기장 배향과 일치하는 것으로 나타났다 한편, 라이브 바카라 결절에 기록 된 자연 잔류 자화 방향이 표면에서 중심으로 향하고 큰 원을 타는 것으로 확인되었다 (도 1) 이는 라이브 바카라 결절 이이 큰 원의 기둥 주위로 회전했으며 자화가 계속 기록되었음을 나타냅니다

그림 1

그림 1 (왼쪽 상단) 두 개의 직교 블록 (a, b)이 라이브 바카라 결절에서 끊어졌습니다 또한, 샘플 (a, b)을 블록 상단 (a, b)에서 절단하고 5 개의 층과 5 개의 행으로 분리되었다 샘플 B의 분할은 상단 줄 (상단 줄)에 표시됩니다 샘플 B는 5 개의 층 각각의 상단 및 하반부로 더 나누었다 (하부) 상반부의 자연 잔류 자화 방향 (자화 방향)은 오른쪽에서 왼쪽에서 가장 깊은 층 (5 층)까지 표면 층 (1 층) (북쪽 위쪽)까지 화살표로 표시됩니다 모두 수평 평면보다 위로 올라갑니다 (남반구에서 음의 각도)현재 극 기간|), 화살표 길이가 길수록 레벨에 가까워집니다 (오른쪽 상단) 열 F의 가장 깊은 층으로부터 표면층의 자화 방향은 동일한 섹션 투영 (검은 색 원)에 표시됩니다 열린 원은 수평 평면 위에 표시됩니다 빨간색 선은 큰 원이있는 회귀의 결과이며, 빨간 원은 큰 원의 기둥입니다 파란색 원은 복원 된 모델이므로 중앙에 가장 가까운 샘플의 자화 방향이 극 주위의 자화 방향을 회전시켜 북쪽을 향하도록합니다

*이것은 원래 논문 (Creative Commons License CC-By-NC)의 인용 및 수정 된 버전입니다

연구에 사용 된 라이브 바카라 결절은 남극에서 운반 된 산소가 풍부한 심해 전류입니다 (남극 바닥 층류)에 의해 영향을받는 깊은 해저 (개요의 왼쪽 이미지의 빨간색 정사각형)의 작은 언덕 기슭의 부드러운 경사면에 있습니다 회전의 원동력에는 (1) 심해 해저의 저서 유기체에 의한 교반, (2) 깊은 전류로 인한 수압, (3) 하향 경사면을 향한 중력이 포함됩니다 (1)는 같은 방향으로 회전하기가 어렵고 (2) 강도가 충분하지 않습니다 부드러운 경사로 인해 (3)의 중력도 부족합니다 이러한 단독의 힘은 설명하기가 어렵 기 때문에 (2)와 (3)의 조합이 퇴적물이 깊은 흐름의 하류 측면에서 상처를 입어 제거되었고, 흐름이 깊은 흐름의 하류쪽으로 점차적으로 움직 였다고 생각했습니다 (북동쪽)

자연 잔류 자화 방향에서 복원 된 라이브 바카라 결절의 자세의 시간적 변화는 그림 2에 나와 있습니다 라이브 바카라 결절 주변의 퇴적물의 상승의 회전 효과는 산소가 풍부한 깊은 물 (산소가 풍부한 깊은 물)에 노출되었으며 산소 환경에 흠집이 열악한 것으로 생각되었다

그림 2

그림 2 이것은 왼쪽에서 오른쪽으로, 50% 회전 후 및 회전 종료시 회전 시작시 라이브 바카라 결절의 자세에 대한 개략도입니다 상단 행은 상단에서 보이고 하단 행은 측면에서 볼 수 있습니다 (상단 행의 파란색 화살표 방향)

*이것은 원래 논문 (Creative Commons License CC-By-NC)의 인용 및 수정 된 버전입니다

저온 자기 분석 등의 라이브 바카라 결절의 경우자기 타이트의 입자를 포함하는 것으로 밝혀졌습니다 또한, 자력 입자는 산화된다MAG에서 진드기반면, 베릴륨동위 원소 분석8 백만 년이 지난 것으로 밝혀졌습니다 770,000 년 전 라이브 바카라 결절역대 기간|이 샘플이 형성 될 때 얻은 기록이 남아 있지 않았습니다첫 남은 자화길을 잃고 대신2 차 잔류 자화획득되는 것으로 해석 될 수 있습니다 이러한 상황에 기초하여, 우리는 자력이 높은 산소 및 저온 산화를 함유하는 남극 바닥 층류에 노출되어 2 차 잔류 자화를 획득했다고 생각합니다 또한 라이브 바카라 결절의 회전은 층이 퇴적물이 풍부한 영역과 혼합되는 환경을 생성한다고 말할 수 있으며, 해수에서 수산화물이 풍부하고 산화철이 풍부한 영역이 모든 방향으로 고르게 자랍니다 이것은 또한 라이브 바카라 결절에 포함 된 요소의 분포에 영향을 미치므로 해저 미네랄 자원의 평가에서도 회전 운동도 중요한 것으로 간주됩니다

그림 3

그림 3 : 인 플레이크 샘플 분석은 라이브 바카라 결절 샘플 (블록 B)의 중심 밖에서 약간 밖에서 결과를 얻습니다 왼쪽에서 오른쪽으로 광학 이미지, 라이브 바카라 분포, 실리콘 분포 및 낮은 강압 계수 분포가 표시됩니다 광학 이미지는 광학 스캐너이며 라이브 바카라 및 실리콘 분포는형광성 X- 선 스캐너, 저 강제력 계수는 Kanazawa 기술 및 관련 회사 인 AIST와 공동으로 개발되었습니다스캐닝 오징어 현미경를 사용하여 얻습니다 낮은 강압적 인 역률은 다음과 같습니다강제력자기 광물의 비율을 나타냅니다 (01 t (테슬라) 미만)

*우리는 원래 논문 (Creative Commons 라이센스 CC-By-NC)의 인용 및 수정 된 그림을 사용합니다

라이브 바카라 결절의 두 다른 영역은 그림 3에서 볼 수 있습니다 각 그림에서 점선 흰색과 단단한 흰색 선으로 둘러싸인 영역은 많은 퇴적물을 포함하는 영역의 대표적인 예를 보여줍니다 강압 요인이 높은 지역은 예금 수준이 높은 지역과 일치합니다 많은 퇴적물이있는 지역은 많은 차이가 있으며 산소가 풍부한 해수가 외부에서 통과하는 통로 역할을합니다 다량의 해수 침입으로 인해, 자철석에서 마그네슘으로의 산화가 완전히 수행되어 두 자기 층 사이에 생성 된 응력 (응력)을 방출하여 강압이 더 낮습니다 마그네타이트의 경우, 내부 응력이 증가 할 때 강제력이 증가하는 것으로 알려져 있습니다

 

미래 계획

이제, 우리는 동일한 수도 지역과 다른 수도 지역의 다른 샘플에서 라이브 바카라 결절의 회전 운동의 보편성을 조사 할 것입니다 또한 라이브 바카라 결절 내부의 산화 상태 및 구조에 대한 회전의 영향과 성장 과정을 설명하고 해저 미네랄 자원 평가 및 해양 깊이 흐름 변동과 같은 지구 환경 예측에 기여합니다

 

기사 정보

게시 된 잡지 :지구 화학, 지구 물리학, 지구 시스템
지구의 자기장에 의해 추적 된 남태평양의 Penrhyn 분지에있는 페로 만가네스 결절 제목
저자 : Hirakuni Oda, Wataru Katanoda, Akira Usui, Masafumi Murayama, Yuhji Yamamoto
doi : 101029/2022GC010789

 

QUOTE

  • Dutkiewicz, A, Judge, A, & Müller, R D (2020) 세계 해양에서 발생하는 심해 다형성 결절의 환경 예측 변수지질학, 48 (3), 293–297https : //doiorg/101130/g468361
  • Mizuno Atsushi (1982) 지질 조사, 지질 뉴스, 337, 57-69https : //wwwgsjjp/data/chishitsunews/82_09_07pdf [pdf : 22MB]
  • Özdemir Ö, & Dunlop, D J (2010) 부분적으로 산화 된 마그네타이트 나노 입자의 저온 퇴직 사이클링에서의 마그 헤메 화의 특징지구 물리학 연구 저널, 115 (B2), B02101https : //doiorg/101029/2009jb006756
  • Usui, A & Ito, T (1994) DSDP/ODP 코어 내에 건축 된 화석 라이브 바카라 퇴적물, 레그 1-126,해양 지질학, 119, 111-136.
  • Usui, A, Nohara, M, Okuda, Y, Nishimura, A, Yamazaki, T, Saito, Y, Miyazaki, M, Tsurusaki, K, Yamazaki, T, Harada, K, & Lee, C (1994) 남태평양 Penrhyn 분지에서 크루즈 GH83-3의 개요일본 크루즈 보고서의 지질 조사, 23, 1–17https : //wwwgsjjp/data/cruise-rep/23-01pdf [pdf : 956kb]
  • Verlaan, PA & Cronan, DS (2022) 태평양의 자원 등급 해양 페로 만가스 결절 및 경련의 기원과 변동성 : 생물 화학적 및 물리적 제어의 검토지구 화학, 82 (1), 125741https : //doiorg/101016/jchemer2021125741
 

문의

국립 선진 산업 과학 기술 연구소 국립 연구 및 개발 회사
지질 정보 연구 부서, 글로벌 변화 이력 연구 그룹
두 번째 수석 연구원 Oda Hirokuni 이메일 : Hirokuni-Oda * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)


용어집

라이브 바카라 결절 (라이브 바카라 결절)
깊은 해저에서 천천히 자라는 구형 응축 질량 코어 (중앙 핵) 주위에 층이 층화 된 수산화물 및 철 하이드 록 사이드 층을 동심으로 응축시킨 물질이며, 코어는 이미 형성된 미세 병원 껍질, 상어 치아, 현무암 및 기타 결절 조각 일 수 있습니다 크기는 일반적으로 지름이 약 5cm ~ 10cm이며 현미경 하에서 만 최대 20cm 이상의 미세 입자에서 범위에 이르기까지 다양합니다[참조로 돌아 가기]
자연 잔류 자화
증착 또는 냉각 중에 지층과 암석에 포함 된 자기 미네랄에 기록 된 지구 자기장 화성암의 경우, 그 안에 포함 된 자기 미네랄은 퀴리 온도 (예 : 자철석 Fe)가있다3O4)의 경우 온도가 585 ° C에 도달하면 당시 지구 자기장의 방향은 자연 제거 자화로 기록됩니다 퇴적암의 경우, 지구의 자기장은 주변 미네랄과의 접촉 또는 압축을 겪고 회전 할 수 없을 때 지구의 자기장이 기록된다 라이브 바카라 결절의 경우, 층이 자랄 때 포착되는 자기 광물은 퇴적암과 유사한 원리를 사용하여 지구의 자기장을 기록합니다 자라는 자기 광물의 결정 크기가 임계 값을 초과 할 때 지구의 자기장을 기록하는 것도 가능합니다[참조로 돌아 가기]
국제 해저 조직
1994 년 11 월 16 일 심해 해저에서 미네랄 자원을 관리하는 주요 목적으로 설립 된 심해 해저에서 활동을 조직하고 관리하는 국제기구는 유엔 해저 법칙에 관한 유엔 규칙이 "인류의 공동 재산"입니다 유엔 해상법 협약에 따라 대회의 모든 당사자는 회원국으로 구성됩니다 영어 이름은 국제 해저 당국 (ISA)입니다[참조로 돌아 가기]
남극 바닥 층류
남극 대륙을 둘러싼 남극 해양에서 발생하는 물 덩어리 그것은 가장 밀도가 높은 물 질량이기 때문에 4000m 깊이에서 남극 해양에 연결된 모든 분지의 깊이 4000m 미만에 있습니다 또한 산소 함량이 높습니다 영어 이름은 남극 바닥 물 (AABW)입니다[참조로 돌아 가기]
자기 타이트
Fe의 화학적 조성을 갖는 산화철 미네랄의 유형3O4그것은 자연에 널리 분포되어 있으며 강한 자기를 나타냅니다 매우 순수한 자철석에서, Verwey Point로 알려진 자기 상 전이 지점은 125k에서 확인됩니다 영어 이름은 자철석입니다[참조로 돌아 가기]
MAG에서 진드기
γ-FE의 화학적 조성을 갖는 산화철 미네랄의 유형2O3그것은 강한 자기를 보여줍니다 본질적으로, 철 이온 (Fe2+) 저온에서 용해되고 산화되어 형성됩니다 그것은 자기 테이프 및 하드 디스크의 주요 기록 매체로 사용되었습니다 영어 이름은 Maghemite입니다[참조로 돌아 가기]
첫 번째 잔류 자화/2 차 잔류 자화
지질 층이 형성 될 때 획득 한 천연 잔류 자화를 첫 번째 잔류 자화라고하며, 후속 가열 및 변경을 통해 획득 한 자화를 2 차 잔류 자화라고합니다[참조로 돌아 가기]
초전도 양자 간섭 장치
영어 이름은 초전도 양자 간섭 장치 (Squid)입니다 초전도 상태에서 작동하고 약한 자기장을 측정하는 데 사용되는 양자 효과에 기초한 자기 감지 요소[참조로 돌아 가기]
현재/역전 기간
지구 자기장은 지구의 중심에 배치 된 막대 자석에 의해 근사 될 수 있으며, 북극은 자석의 S 극에 해당하고 방향 자석의 북극은 북쪽을 가리키고 있습니다 지구의 자기장이 같은 방향으로 향하는 기간을 양극 기간이라고합니다 최신 지구 자기장 반전은 770,000 년 전에 발생했습니다 그 직전에 북극은 자석의 n 극에 해당했고, 방향 자석의 극은 북쪽을 가리 켰습니다 이 기간을 역전 기간이라고합니다 양극 기간 동안의 자기장은 북반구의 수평 평면에서 아래쪽으로 향하고 있으며 (양의 변위 각도) 남반구의 수평면에서 위쪽으로 (음의 변위 각도) 위쪽으로 향하고 있습니다[참조로 돌아 가기]
동위 원소 분석
다양한 원소의 동위 원소 풍부 및 동위 원소 비율을 결정하는 분석 지질 학적 샘플의 연령은 알려진 반감기가있는 방사성 동위 원소의 동위 원소 분석에 의해 추정 될 수있다 본 연구에서, 우리는 대기에서 우주 광선에 의해 생성 된 질량을 가진 베릴륨 동위 원소를 분석했다[참조로 돌아 가기]
형광성 X- 선 스캐너
X- 선으로 샘플 표면을 조사하고 생성 된 특성 X- 레이를 사용하여 샘플에 포함 된 요소를 감지하고 표면 정보로 다이어그램을 보여줍니다 영어 이름은 X- 선 형광 스캐너입니다[참조로 돌아 가기]
스캐닝 오징어 자기 현미경
소형 감지 코일과 오징어 요소를 자기 센서로 사용하는 장치를 사용하여 약한 표면 자기장의 분포를 현미경 스케일에서 샘플 표면에 매우 가까운 분포합니다 지질 학적 샘플에 의해 생성 된 약한 자기장을 감지하는 것 외에도 반도체 및 초전도 재료를 분석하고 기계적 부품의 균열 검사를 위해 비파괴 검사에도 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
강제력
자화 된 자기 재료를 자화되지 않은 상태로 반환하는 데 필요한 반대 외부 자기장의 강도를 나타냅니다 외부 자기장 장치는 자기 엔지니어링 필드에서 사용되는 반면 미터당 암페어 [A/M]은 암석 자기장에서 사용되는 반면 Tesla [T]는 사용됩니다 1 t = 07958 × 106a/m 영어 이름은 강압입니다[참조로 돌아 가기]